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ROY RaphaŽlle

Etude de corrélats électrophysiologiques pour la discrimination d'états de fatigue et de charge mentale: Apports pour les interfaces cerveau-machine passives

 

Directeur de th√®se :     Sylvie CHARBONNIER

École doctorale : Electronique, electrotechnique, automatique, traitement du signal (EEATS)

Spécialité : Signal, image, parole, t√©l√©coms

Structure de rattachement : Autre

Établissement d'origine : UGA - Universit√© Grenoble Alpes

Financement(s) : autres financements

 

Date d'entrée en thèse : 01/10/2011

Date de soutenance : 04/06/2015

 

Composition du jury :
M. François Cabestaing, Professeur à l''Université de Lille, rapporteur
M. Jean-Philippe Lachaux, Directeur de recherches à l''INSERM, Lyon, rapporteur
M. Martin Bogdan, Professeur à l''Université de Leipzig, examinateur
M. Christian Jutten, Professeur à l''Université Grenoble Alpes, examinateur,
M. Fabien Lotte, Chargé de recherches à l''INRIA, Bordeaux, examinateur,
Mme. Sylvie Charbonnier, Ma√ģtre de conf√©rences √† l''Universit√© Grenoble Alpes, directrice
M. Stéphane Bonnet, Ingénieur-chercheur CEA, encadrant principal
Mme. Aur√©lie Campagne, Ma√ģtre de conf√©rences √† l''Universit√© Grenoble Alpes, encadrante

 

Résumé : L'estimation de l'√©tat mental d'un individu sur la base de son activit√© c√©r√©brale et de ses activit√©s physiologiques r√©sultantes est devenue l'un des challenges des interfaces cerveau-machine (ICM) dites passives, dans le but notamment de r√©pondre √† un besoin en neuroergonomie. Ce travail de th√®se se focalise sur l'estimation des √©tats de fatigue et de charge mentale. Son objectif est de proposer des chaines de traitement efficaces et r√©alistes dans leur mise en œuvre. Ainsi, un des points √† l'√©tude a √©t√© la modulation des indicateurs de charge ainsi que la robustesse des performances de classification en fonction du temps pass√© sur une t√Ęche (TPT). L'impact de la charge et du TPT sur les marqueurs d'√©tat attentionnel a aussi √©t√© √©valu√©. Pour ce faire, un protocole exp√©rimental a √©t√© mis en œuvre afin de recueillir les signaux √©lectro-enc√©phalographiques (EEG), cardiaques (ECG) et oculaires (EOG) de participants volontaires sains lors de la r√©alisation prolong√©e d'une t√Ęche combinant charge en m√©moire de travail et attention s√©lective. Des cha√ģnes de traitement performantes incluant une √©tape de filtrage spatial et une classification supervis√©e ont √©t√© mises en place afin de classer au mieux ces √©tats. La pertinence de plusieurs marqueurs √©lectrophysiologiques a √©t√© compar√©e, notamment l'activit√© EEG spontan√©e et les potentiels √©voqu√©s (PEs), ainsi que diff√©rentes √©tapes de pr√©traitement dont les m√©thodes de filtrage spatial pour PEs. Des effets d'interactions ont √©t√© mis au jour entre les diff√©rents √©tats mentaux, dont un effet n√©gatif du TPT sur les performances en classification de la charge mentale lorsque l'on utilise des marqueurs mesurant la puissance moyenne de l'EEG dans des bandes de fr√©quence d'int√©r√™t. La cha√ģne bas√©e sur les PEs est en revanche robuste √† cet effet. Une comparaison du type de stimuli utilisables pour √©liciter les PEs a r√©v√©l√© que des stimuli t√Ęche-ind√©pendants permettent tout de m√™me d'obtenir des performances tr√®s √©lev√©es, ce qui montre leur pertinence pour une impl√©mentation en situation r√©elle. En perspective seront pr√©sent√©s des travaux en cours visant √† mettre en √©vidence des marqueurs de charge mentale robustes √† la t√Ęche, ainsi que l'utilit√© des potentiels √©voqu√©s auditifs en paradigme de simple stimulus.


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